磁性高分子微球新型制备方法的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨建 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-07-29 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 马光辉 |
| 关键词 | 磁性高分子微球 复乳法 膜乳化技术 固定化酶 |
| 其他题名 | A novel process to prepare magnetic polymer microspheres |
| 学位专业 | 生物化工 |
| 中文摘要 | 磁性高分子微球通常是由无机磁性颗粒内核和表面覆盖的高分子外壳两部分组成，兼具超顺磁性和高分子表面功能基团多样性的特点。因此，基于磁性高分子微球的磁性分离技术在生物技术和生物医学领域展现了广阔的应用前景，如在固定化酶、蛋白质纯化、免疫检测、细胞分离、靶向药物等领域。 目前已有多种制备方法应用于磁性高分子微球的制备，但是这些方法还存在着一些不足，难以满足规模化制备和应用的需要。现有方法的一个共同问题是：磁性纳米颗粒和高分子材料的相容性差，难以提高包埋率和磁含量。本论文针对现有制备法存在的问题，提出了一种新的制备法，开展了超顺磁性高分子微球的制备研究，并初步探索了所制备的磁性高分子微球在固定化酶应用中的可能性。 本论文使用的方法的步骤为：以Fe盐水溶液为内水相、溶解有聚（苯乙烯-甲基丙烯酸-β-羟乙酯）的有机溶剂为油相、溶解有稳定剂的水为外水相，制备出W/O/W型复乳，然后再在外水相中加入氨水，氨水从外水相扩散到油相再扩散到内水相中与内水相的Fe盐水溶液反应生成Fe3O4磁性颗粒，W/O/W型复乳转化为S/O/W型复乳，再去除油相中的有机溶剂，复乳乳滴固化得到磁性高分子微球。此方法有别于传统的先制备Fe3O4磁颗粒再对磁颗粒进行包埋的直接制备S/O/W型复乳的方法。本方法利用复乳法包埋水溶性物质包埋率高的特点来达到高包埋率的目的，解决了由于磁性纳米颗粒和疏水性高分子溶液的相容性差而造成的磁性高分子微球磁含量低的问题。本论文主要取得了以下几个方面的研究结果。 首先，以乙酸乙酯为有机溶剂，使用水为抽提剂去除有机溶剂固化微球，将复乳法和溶剂扩散法结合起来制备了磁性高分子微球。同时对影响微球表面形貌、包埋率和比饱和磁化强度的因素进行了考察，制备出体积平均粒径大于30 μm、粒径分布跨距SPAN为1.01、比饱和磁化强度为12.2 emu/g、具有超顺磁性的磁性高分子微球，而直接包埋Fe3O4磁性颗粒的复乳包埋法制备的比饱和磁化强度均小于5.0 emu/g。本论文使用的此方法合成工艺简单、溶剂去除速度快、耗时短，但微球粒径较大。 其次，为了进一步减小粒径，以二氯甲烷为有机溶剂，使用常温蒸发的方法去除有机溶剂固化微球，将复乳法和溶剂蒸发法结合起来制备了磁性高分子微球。对影响微球表面形貌、包埋率和比饱和磁化强度的因素进行了考察，制备出粒径大小可控（体积平均粒径大于10 μm）、粒径分布跨距SPAN为1.01、比饱和磁化强度为14.2 emu/g、具有超顺磁性的磁性高分子微球。此方法合成工艺简单、条件易控制、比饱和磁化强度高的微球，粒径最小可达10 μm。 再次，为了解决磁性高分子微球粒径分布宽、粒径较大的问题，进一步结合快速膜乳化法与复乳溶剂蒸发法制备了粒径分布较窄的磁性高分子微球。主要考察了膜压、乳化次数、粗预复乳乳滴粒径对微球粒径分布跨距SPAN值的影响，得到的优化条件为：膜压为0.3 MPa，乳化次数为2次，粗预复乳制备时均质转速为5400 rpm。在此优化条件下制备的磁性高分子微球的体积平均粒径为5.35 μm，比饱和磁化强度为5.32 emu/g。采用快速膜乳化法，微球的粒径分布跨距SPAN值从1.01降低到0.84。 最后，为了确认本方法制备的磁性高分子微球的实用性，选取表面带羧基功能基团的磁性聚苯乙烯-甲基丙烯酸（PS-MAA）微球作为载体，使用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)（EDC•HCl）为交联剂固定化溶菌酶，考察了反应条件对固定化酶的催化活性和载体载酶量的影响，确立了固定化溶菌酶的最适条件。得到的优化条件为：交联剂EDC的浓度为2％，N-羟基硫代琥珀酰亚胺（Sulfo-NHS）的浓度为3%，初始酶浓度为1.0 mg/ml，交联时间为6 h。在此优化条件下，固定化酶的酶活回收率最高可达到62.37％，相对酶活为77%，酶固定化量最高为81 mg/g。此固定化酶载体重复使用10次后，剩余酶活仍能保持固定化后初始酶活的67.4％，具有较好的可重复使用性。结果表明，本方法制备的磁性高分子微球在固定化酶领域有应用的潜力。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 147 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1091]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨建. 磁性高分子微球新型制备方法的研究[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。